智慧江蘇時空數據集及基礎一張圖建設研究

曹全龍

（江蘇省基礎地理信息中心，江蘇南京210013）

0 引言

《江蘇省“十三五”省級基礎測繪規劃》提出，要以建成統一、權威的“智慧江蘇”時空信息基礎設施為目標，在“數字江蘇”地理空間框架的基礎上，建立全省時空大數據與云平臺［1］建設、服務與運行管理機制，建設全省時空信息大數據庫，打造“透徹感知、廣泛互聯、全面智能”和統領市縣云平臺的智慧江蘇時空大數據與云平臺，為全省各級政府部門、企事業單位和社會公眾提供自主、動態、智能、普適的時空信息云服務。隨著近兩年平臺的全面建設，對數據的現勢性、準確性、便利性等提出了更高的要求，需要提供更多、更細、更新的地理信息數據。

江蘇省級測繪地理信息管理部門經過多年來省級基礎測繪、數字江蘇地理空間框架、天地圖、地理國情普查與監測等重大工程項目的實施，以及與有關廳局開展數據共建共享工作，積累了豐富的地理信息數據資源，對外提供了良好的應用服務。從現狀看，信息資源雖然較為豐富，但是資源的開發應用還遠遠不夠，要積極探索地理信息資源增值開發［2］，實現從“供給導向”往“需求導向”轉變。

為了充分發揮智慧江蘇時空大數據平臺數據優勢，提升服務保障水平，更好地支撐全省自然資源“兩統一”職責，迫切需要研究如何整合多源數據成果［3］建設智慧江蘇時空數據集和基礎一張圖，滿足自然資源監測［4］、國土空間規劃、生態文明審計等應用需求。

1 數據現狀分析

目前，省級測繪地理信息部門擁有幾大類地理信息數據，包括“十五”至“十三五”省級基礎測繪數據、2015年以來的地理國情監測數據、天地圖數據、部分行業專題數據等，并且建立了各自的更新機制。具體包括：

（1）省級基礎測繪數據。在“十五”至“十三五”期間完成的全省五輪1∶1萬DLG數據庫成果，包含水系及其附屬設施、居民地及其附屬設施、交通及其附屬設施、境界與政區、植被、地名及注記等要素。

（2）地理國情普查（監測）數據。2015—2019年完成的基礎性地理國情監測地表覆蓋和地理國情要素數據成果，主要包括地表覆蓋數據、地理單元、城鎮綜合功能單元等內容。

（3）天地圖數據。天地圖國、省數據融合成果，成果覆蓋江蘇全域，整合了“十二五”省級基礎測繪第二輪1∶1萬DLG數據及導航數據，總體現勢性為2015—2018年，包含地名地址與興趣點、導航路網、頂層道路線、鐵路、地鐵、交通附屬設施、功能面、水系、居民地、植被等要素。

國家基礎地理信息中心下發的2019年春版導航數據，覆蓋江蘇全域，現勢性為2018年12月，包含地名地址與興趣點、導航路網等要素。

江蘇省內13個地市級節點與“天地圖·江蘇”融合成果，現勢性為2017—2018年，包含水系及其附屬設施、居民地及其附屬設施、交通及其附屬設施、境界與政區、植被、地名及注記等要素。

（4）行業專題數據。江蘇省交通運輸廳提供的2018年交通專題數據，主要包括公路、海事、港口等專題類數據。

江蘇省水利廳提供的2018年水利專題數據，主要包括水利工程、水資源、農村水利、防汛抗旱、水文等專題類數據。

江蘇省民政廳提供的2018年行政境界及地名數據，主要包括縣級以上行政界線、鎮級以上地名等。

（5）其他數據。江蘇省市輔助決策用圖數據。此類數據按月更新，包括境界與政區、地名等內容。

2 研究思路

2.1 總體技術流程

首先，對基礎測繪、地理國情監測、天地圖及行業專題等數據進行分析，確定時空基礎數據集的數據分類，重新建立數據分類體系，并明確各類數據的來源，通過數據提取和整合等操作，建立基礎數據集。其次，基于基礎數據集進行數據的處理及基礎一張圖生產。最后，通過數據抽取和規范化處理等操作進行專題要素數據集產品的制作，并結合統計數據等資料，通過分析處理生成增值數據集產品。

2.2 基礎數據集建設

（1）數據源分析。分析基礎測繪數據、地理國情監測數據、天地圖數據及行業專題數據的現勢性、準確性和可利用情況。

（2）要素分類分層。根據數據源分析情況確定基礎數據集的要素分類，建立數據分類體系，包括地名地址與興趣點、交通、水系、居民地及設施、植被綠地、境界政區、管線、地表覆蓋、地理單元等數據，如表1所示。

（3）數據提取整合。根據數據分類和數據源分析情況，從基礎測繪、地理國情監測及天地圖等源數據中提取相應的數據類別，按照數據分類體系重新組織數據，進行數據的整合歸并化處理。

（4）建立基礎數據集。對完成整合處理的各類數據進行合并，形成準確性高、內容豐富、要素全面的時空基礎數據集。

2.3 基礎一張圖生產

基于基礎數據集中最新的數據進行基礎地圖的生產，經過數據處理、數據脫密、地圖符號化及標注、地圖瓦片制作等流程［5］，形成智慧江蘇基礎一張圖，可在此基礎上生產不同種類、不同主題風格的電子地圖［6］，滿足不用應用場景的需要。

2.3.1 數據處理

綜合考慮現有數據源的現勢性、準確性、幾何精細度等，對數據內容進行取舍，將不同類型、不同采集精度的多源數據整合成一套現勢性強、準確度高、幾何精細度佳、內容豐富的數據成果。

2.3.2 數據脫密

按照有關規定對整合處理之后的電子地圖數據內容進行處理，降低電子地圖數據的平面精度，刪除涉密的要素圖形、涉密屬性內容及地名點。

2.3.3 地圖符號化

按照電子地圖配圖標準，對各要素進行符號配置及標注。地名和興趣點數據標注采用簡化數據名稱或代碼表示方式。增加簡稱屬性項，用于符號化標注。

2.3.4 地圖瓦片制作

依據地圖瓦片制作要求對電子地圖數據進行切片處理，形成多套不同主題的電子地圖瓦片。

表1 要素分類分層

2.4 專題數據集制作

基于已建成的時空基礎數據集，結合收集到的交通及水利專題數據，以及統計年鑒數據，根據時空大數據可視化和分析挖掘的需要，提取各類數據制作相應的數據集產品，主要包括要素類數據集和增值類數據集。

2.4.1 要素類數據集生產

要素類數據集是基于整合了基礎測繪、地理國情和行業專題等數據的基礎數據集，提取各類要素，進行歸并化處理，制作針對水系、交通、居民地、植被、地名地址、地理單元等要素的數據產品。

2.4.2 增值類數據集生產

增值類數據集是基于基礎數據集及有關統計數據，并適當引入專業知識模型生產的增值數據產品。譬如利用全省城鎮建成區監測成果、地理國情地表覆蓋成果，可生產全省“三類空間（城鎮空間、生態空間、農業空間）”、城鎮建筑區、非城鎮建筑區等數據產品；利用居民地、道路、地表覆蓋、地理單元（居民區、廠礦）、POI等數據，可生產全省城市用地（居住用地、工礦用地、倉儲用地、綠化用地、混合用地等）數據產品；利用居民地、地理單元（居民區）、人口統計數據等，可生產反映全省人口空間分布特征的數據產品。

3 研究成果

通過上述流程對各類數據進行處理和分析，初步形成了以下成果：

3.1 時空基礎數據集

包括地名地址與興趣點、交通、水系、居民地及設施、植被綠地、境界政區、管線、地表覆蓋、地理單元等數據。

3.2 基礎一張圖

若干套不同主題風格的電子地圖，包括標準地圖、清新地圖、淡灰地圖、簡潔地圖、淡雅藍地圖、深海藍地圖、黑夜地圖、標準路況地圖。

3.3 專題數據集

分為要素類數據集和增值類數據集。其中要素類數據集包括：水系類數據集、水系附屬設施類數據集、交通類數據集、交通附屬設施類數據集、居民地類數據集、工礦設施類數據集、管線類數據集、境界政區類數據集、植被綠地類數據集、地名地址類數據集、地表覆蓋數據集以及地理單元數據集；增值類數據集包括“三類空間”、城鎮建筑區、非城鎮建筑區數據、城市用地分類數據、人口分布數據等。

4 結語

時空大數據平臺作為智慧江蘇的時空信息基礎設施，對發揮地理信息服務優勢具有重要作用。通過研究時空數據集及基礎地圖的建設，不但可以為平臺提供一系列準確、豐富的時空數據集資源，還能夠建立一張全面、動態的基礎地圖，為時空大數據平臺的服務及應用提供基礎支撐。